Разработка методики математического моделирования для задач управления качеством трубопроводных систем транспортировки жидких сред на этапе их проектирования

• Автор: Васильева, Светлана Викторовна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 150 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Исследование предметной области и проблем математического моделирования в задачах управления качеством при проектировании трубопроводных систем транспортировки жидких сред
1.1. Цели и задачи математического моделирования при создании трубопроводных систем транспортировки жидких сред

1.2. Анализ основных свойств и классификация математических моделей

1.3. Анализ видов и задач моделирования при создании технических объектов

1.4. Анализ переходных процессов в гидравлическом тракте трубопроводных систем транспортировки жидких сред
1.5. Физическая картина процессов при гидравлическом ударе качественное описание. Анализ краевых условий
1.6. Анализ проблем математического моделирования гидроударных процессов в трубопроводных системах транспортировки жидких сред

1.7. Формулирование задач диссертации Выводы но главе

Глава 2. Исследование адекватности математических моделей гидравлического удара в трубопроводных системах транспортировки жидких сред
2.1. Исследование математических моделей гидроударных процессов в потоках однофазной жидкости
2.1.1. Математическая модель полного прямого гидравлического
2.1.2. Математическая модель непрямого гидравлического удара
2.2. Исследование адекватности математических моделей гидроударных процессов с применением стендаимитатора трубопроводной системы транспортировки жидких сред
2.2.1. Исследование адекватности математической модели полно
го прямого гидроудара в потоках однофазной жидкости
2.2.2. Исследование адекватности математической модели гидро ударных процессов в газонасыщенных потоках жидкости
Выводы по главе 2
Глава 3. Разработка методики математического моделирования не установившегося течения жидкости с учетом влияния возмущающих факторов на параметры гидравлического удара
3.1. Численные и экспериментальные исследования факторов, влияющих на параметры гидравлического удара
3.1.1. Исследование влияния радиальных деформаций стенок трубы на параметры гидравлического удара
3.1.2. Исследование влияния продольных деформаций трубы и времени закрытия клапана на параметры гидравлического удара
3.1.3. Исследование влияния вязкой диссипации энергии на пара метры гидравлического удара
3.1.4. Исследование влияния локализованных объемов газа на па раметры гидравлического удара
3.2. Методика математического моделирования неустановившего 1 ся течения жидкости с учетом влияния возмущающих факторов на параметры гидравлического удара
3.3. Разработка методики сертификации программно 7 математического обеспечения
Выводы по главе 3
Глава 4. Экспериментальная отработка методики математического 8 моделирования неустановившегося течения жидкости и практическая реализация результатов исследований
4.1. Экспериментальная отработка методики математического мо 8 делирования неустановившегося течения жидкости с учетом влияния возмущающих факторов на параметры гидравлического удара
4.2. Анализ результатов математического моделирования при 7 проектировании участка системы водоснабжения с применением разработанной методики
Выводы по главе 4
Общие выводы
Литература


Продуктивность ММ связана с возможностью располагать достаточно достоверными исходными данными. ММ. В противном случае ММ будет непродуктивной и ее применение для анализа конкретного технического объекта теряет смысл. Наглядность ММ является ее желательным, но необязательным свойством. Тем не менее, использование ММ и ее модификация упрощаются, если ее составляющие например, отдельные члены уравнений имеют ясный содержательный смысл. Это обычно позволяет ориентировочно предвидеть результаты вычислительного эксперимента и облегчает контроль их правильности. Различные особенности и признаки математических моделей ММ лежат в основе их типизации или классификации. Среди таких признаков выделяют характер отображаемых свойств технического объекта ТО, степень их детализации, способы получения и представления ММ ,, . Структурная и функциональная математическая модель. Один из существенных признаков классификации связан с отражением в ММ тех или иных особенностей ТО. Если ММ отображает устройство ТО и связи между составляющими элементами, то ее называют структурной математической моделью. Если же ММ отражает происходящие в ТО физические, механические, химические или информационные процессы, то ее относят к функциональным математическим моделям. Ясно, что могут существовать и комбинированные ММ, которые описывают как функционирование, так и устройство ТО. Такие ММ естественно называть структурнофункциональными математическими моделями. Функциональные ММ состоят из соотношений, связывающих между собой фазовые переменные, т. ТО. Функционирование сложных технических систем нередко удается описать лишь при помощи совокупности его реакций на некоторые известные или заданные входные воздействия сигналы. Такую разновидность функциональной ММ относят к типу черного ящика и обычно называют имитационной математической моделью, имея в виду, что она лишь имитирует внешние проявления функционирования ТО, не раскрывая и не описывая существа протекающих в нем процессов. ТО удается описать лишь в форме алгоритма, пригодного для реализации в виде ЭВМпрограммы. По этому признаку к типу алгоритмических относят более широкий класс как функциональных, так и структурных ММ. Если связи между параметрами ТО можно выразить в аналитической форме, то говорят об аналитических математических моделях. Теоретические и эмпирические модели. По способу получения математические модели ММ делят на теоретические и эмпирические. Первые получают в результате изучения свойств технического объекта ТО и протекающих в нем процессов, а вторые являются итогом обработки результатов наблюдения внешних проявлений этих свойств и процессов. Один из способов построения эмпирических ММ заключается в проведении экспериментальных исследований, связанных с измерением фазовых переменных ТО, и в последующем обобщении результатов этих измерений в алгоритмической форме или в виде аналитических зависимостей. Поэтому эмпирическая ММ по форме представления может содержать признаки как алгоритмической, так и аналитической математической модели. Таким образом, построение эмпирической ММ сводится к решению задачи идентификации. Сочетание теоретических соображений качественного характера с обработкой результатов наблюдения внешних проявлений свойств изучаемого ТО приводит к смешанному типу ММ, называемых полу эмпирическими. При построении таких ММ используют основные положения теории размерностей, в том числе так называемую теорему Питеорему. Суть последней заключается в том, что если между П параметрами, характеризующими изучаемый объект, существует зависимость, имеющая физический смысл, то эту зависимость можно представить в виде зависимости между п П к их безразмерными комбинациями, где к число независимых единиц измерения, через которые можно выразить размерности этих параметров. При этом п определяет число независимых не выражаемых друг через друга безразмерных комбинаций, обычно называемых критериями подобия. При этом объекты, для которых равны значения соответствующих критериев подобия, считают подобными.